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Bioeletricidade a partir da biomassa de cana está no radar de players geradores, que agora miram Marco Regulatório

Workshop que aconteceu no CTBE reuniu usinas, entidades do setor sucroenergético e órgãos públicos
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Por Erik Nardini e Viviane Celente

“Nós precisamos de alternativas ao petróleo”. Gonçalo Pereira, diretor do CTBE, deu o start no Workshop de Bioeletricidade do Projeto SUCRE, nesta quinta-feira, com uma afirmação óbvia, mas que deve ser constantemente lembrada. Se aceitamos o açúcar na forma de fibra, nosso potencial muda totalmente. Na cana-energia, a gente duplica a quantidade produtiva com custo de produção reduzido enormemente”, destacou em sua apresentação, demonstrando a força da cana-energia.

Pereira utilizou sua sessão para antecipar detalhes sobre o Workshop Estratégico RenovaBio, que acontece no CTBE no próximo dia 17 de agosto. “Com esse programa, cada usina será uma espécie de geradora de certificados de carbono. Com isso vamos reduzir drasticamente a emissão de CO2, emitiremos certificados e iremos negociar na bolsa de valores. Esse é o futuro”, acredita Pereira.

Produção de energia limpa

Manoel Regis Lima Verde Real, pesquisador do CTBE, apresentou as contribuições do Projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity) para o setor sucroenergético. “Simples. Nosso objetivo é aumentar a produção de energia elétrica com baixa emissão de gases de efeito estufa”, comenta. “Trabalhamos para que a palha seja um produto cada vez mais valioso para as usinas”, destaca.

Regis acredita que a palha pode vir a ser uma solução muito eficiente para a geração de energia limpa, renovável e sustentável. O pesquisador avalia que as barreiras tecnológicas, porém, devem receber destaque. “Há questões sérias relativas ao recolhimento, transporte, limpeza, processamento e queima”, lembrando que as impurezas minerais presentes no recolhimento é um dos gargalos a ser resolvido.

O Diretor Nacional do Projeto SUCRE, Regis Leal, apresenta as questões que devem nortear o Marco Regulatório

“O SUCRE se propõe a gerar mais informações, com metodologias claras, para que possamos comparar os resultados entre uma e outra usina, desde os investimentos necessários para a adoção da palha e os impactos sobre o recolhimento dessa palha”, avalia ao reconhecer que a remoção da palha também pode implicar na produtividade e longevidade do canavial. “O que vale é o equilíbrio. Recolher o suficiente para produzir energia sem impactar o campo”, sugere.

A venda de eletricidade pelas Usinas esbarra também no Marco Regulatório. Os detalhes serão aprofundados no Boletim CTBE tratando sobre esta edição do Workshop.

A visão da UNICA sobre a geração de energia limpa

“É importante resgatar uma regularidade [de geração de energia a partir de biomassa], nós queremos estimular novamente o setor para elevar seu potencial ­­- e esse é o papel de entidades como a UNICA. Nós poderíamos, simplesmente com novas medidas de incentivo, elevar em seis ou sete vezes a produção de energia a partir de biomassa”, destacou Zilmar José de Souza, da UNICA.  “A biomassa tem uma função estratégica para a geração de energia no País. Nos meses de julho e agosto, por exemplo, essa energia representa 8% de todo o consumo nacional”, reforça Zilmar.

Participação da biomassa na matriz energética

O papel da energia gerada a partir da biomassa, as características e o potencial da biomassa na matriz energética foram apresentados pela analista de pesquisa energética Rachel Martins Henriques da Empresa de Pesquisa Energética (EPE). São algumas características relevantes da eletricidade gerada a partir da biomassa ser uma fonte energética importante para suprir as intermitências das fontes renováveis, por possuir baixa variabilidade de geração, disponibilidade previsível; tratar-se de uma fonte de geração situada próxima ao grande centro de consumo; e reduzir as emissões de gases de efeito estufa (de 2012 a 2016 foram evitadas 17 mil toneladas de CO2).

A expansão do mercado livre de energia elétrica, o suporte adicional a oferta cada vez maior de fontes intermitentes, ser uma fonte de energia mitigadora de emissões, além de gerar empregos e renda, alinhados às crescentes dificuldades do Brasil em construir hidrelétricas de grande porte, foram algumas das oportunidades elencadas por Rachel. No entanto, existem desafios a serem vencidos. Segundo a analista, é necessário que sejam criadas consições igualitárias de competição entre as fontes de energia.

A cana-de-açúcar foi responsável, de janeiro a maio de 2017, por 75,7% de toda a geração de energia a partir de biomassa no Brasil, segundo dados apresentados pelo membro da administração da Câmera de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), Roberto Castro. No entanto, Castro explica que esse número não significa aumento de geração. “Apesar do aumento da capacidade instalada e do número de usinas, a geração à biomassa está praticamente estagnada”, afirma. Castro destaca que com o crescimento do mercado livre, há demanda para a bioeletricidade, já que os consumidores são obrigados a contratar energia incentivada.

A experiência do grupo Raízen com a palha na geração de bioeletricidade

Segundo o líder de um projeto que estuda recolhimento de palha na Raízen, Marcio Cezarini Borges, o grupo enxerga a importância dessa biomassa para o aumento de geração de eletricidade. Segundo Borges, é possível dobrar a geração atual das usinas da Raízen trazendo para a indústria 50% da palha gerada no campo. “É dinheiro que estamos deixando no chão e não voltamos para buscar”, afirma. Não estão trazendo o potencial possível, pois existem barreiras que precisam ser solucionadas. Borges menciona a imprevisibilidade dos leilões, a necessidade de se ter condições de financiamento adequado e a potencialidade do Plano Decenal de Expansão de Energia 2026, disponível até o dia 6/agosto para consulta pública.

O CTBE compilou dez pontos que serão divulgados em breve, via Boletim, com os tópicos que devem ser solucionados para que a Bioeletricidade avance e supere os gargalos do uso de palha e bagaço para geração e cogeração. O evento reuniu 70 pessoas.

Workshop sobre Bioeletricidade discute Marco Regulatório do setor elétrico

Evento acontece dia 20 de julho no Auditório do CTBE, em Campinas (SP); inscrições são gratuitas e limitadas
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Acontece no Auditório do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), dia 20 de julho a partir das 8h30, o workshop Bioeletricidade a partir da palha de cana-de-açúcar: reflexões sobre o Marco Regulatório. O portal NovaCana é o parceiro de conteúdo oficial dos Workshops do CTBE.

O evento é gratuito e destinado ao público interessado em compreender o atual cenário da bioenergia e esclarecer os principais pontos do Marco Regulatório do setor elétrico. As inscrições podem ser feitas neste link.

ACESSE A PROGRAMAÇÃO COMPLETA DO EVENTO

O evento irá reunir usinas do setor sucroenergético, agências de fomento, empresas, órgãos públicos e privados e formadores de políticas públicas. “Reunindo esses players conseguimos estabelecer uma sinergia entre os diversos atores para gerarmos benefícios ao sistema elétrico e ao setor sucroenergético do nosso país”, destaca Thayse Hernandes, coordenadora associada da Divisão Agrícola do CTBE e Assistente de Gestão no Projeto SUCRE.

SUCRE está à frente do Workshop

Com a mudança progressiva no setor canavieiro de um sistema de colheita pela queima para um sistema não queimado e mecanizado, a maior parte da palha resultante desse processo e mantida na superfície do solo tornou-se uma matéria-prima economicamente viável para a produção de bioenergia. Entretanto, essa biomassa também trouxe gargalos nos processos de geração e comercialização de energia nos mercados regulado e livre.

INSCREVA-SE GRATUITAMENTE

Projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity), uma iniciativa do CTBE, um dos quatro Laboratórios Nacionais do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), desenvolve, junto de usinas parceiras, soluções inovadoras para a geração de energia a partir da palha de cana-de-açúcar como complemento ao bagaço. O SUCRE é uma iniciativa financiada pelo Fundo Global para o Meio Ambiente (GEF) e gerido pelo Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD).

Temas e palestrantes confirmados

O Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) Gonçalo Pereira
O papel do Projeto SUCRE Manoel Regis Lima Verde Leal
A geração de eletricidade pelo setor sucroenergético (UNICA) Zilmar José de Souza
Produção de Energia Elétrica Nacional (EPE) Rachel Martins Henriques
O ambiente de comercialização do setor elétrico e a bioeletricidade (CCEE) Roberto Castro
Modelos de  distribuição do setor elétrico para a bioeletricidade (ABRADEE) Nelson Fonseca Leite
Visão do grupo Zilor sobre a Bioeletricidade Valerio A. Zaghi Kovalski
Visão do grupo Raízen sobre a Bioeletricidade Marcelo Couto
Sistema de Limpeza a Seco (CTC) Francisco Linero
Marco Legal e Regulatório – Resultados (Excelência Energética) Selma Akemi Kawana

Cartilha da Bioeletricidade

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Leia ou faça o download da Cartilha de Bioeletricidade do Projeto SUCRE/CTBE.

Clique na imagem para acessar o documento na íntegra!

Estudos em parceria com o CTBE influenciam decisões do Grupo Zilor

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A área agrícola do Grupo Zilor afirma que resultados de trabalhos realizados pelo Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), um dos quatro laboratórios do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), influenciaram a decisão de alterar a quantidade de recolhimento de palha para geração de energia, na safra deste ano, em unidade gerida pelo Grupo, no município de Quatá-SP.

Desde 2012, o CTBE realiza estudos nas áreas de cultivo da Usina Quatá (Quatá-SP), coordenados pelo pesquisador João Luís Nunes Carvalho, relacionados à adoção de rotação de culturas, preparo do solo e manejo da palha. A partir de 2015, essa unidade tornou-se uma das parceiras do Projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity), iniciativa do Laboratório que busca desenvolver soluções para elevar a geração de energia elétrica pelas usinas do setor sucroenergético a partir do uso da palha de cana-de-açúcar.

Dentre as diversas frentes de trabalho do SUCRE, está a avaliação dos impactos do recolhimento de palha na qualidade do solo e na produtividade da cana-de-açúcar, garantindo integridade ambiental e sustentabilidade em longo prazo do canavial.

Confira abaixo a entrevista concedida por e-mail para a Assessoria de Comunicação do CTBE, pelo diretor, Denis Arroyo Alves, e o especialista Tedson Luis de Freitas Azevedo da área de Parcerias e Agrícola do Grupo Zilor.


CTBE/CNPEM: Quanto de palha a Usina Quatá recolheu na última safra? Isso equivale a qual porcentagem de recolhimento?
Tedson: 71.000 toneladas, o equivalente a 40% do potencial de recolhimento.

CTBE/CNPEM: Essa quantia se alterou com o passar dos anos?

Tedson: Sim. Nosso projeto inicial era recolher 120.000 toneladas e por questões operacionais não conseguimos.

CTBE/CNPEM: Vocês têm perspectivas, num futuro próximo, de alterar essa quantia de remoção de palha na Usina Quatá?

Tedson: Nosso projeto de recolhimento de palha será totalmente revisto. Num futuro imediato, por exemplo, para essa safra que se iniciará em breve estamos prevendo recolher apenas 20.000 toneladas das áreas de reforma (5º corte ou mais).

CTBE/CNPEM: Por quê?

Tedson: Porque os resultados dos trabalhos realizados em parceria com o CTBE vêm nos mostrando que, por várias razões, que o recolhimento de palha em áreas de solos arenosos, como é o caso de Quatá, reduz a produção de cana-de-açúcar.

Denis: Temos consciência hoje que nossa maior limitação em Quatá é o teor de matéria orgânica no solo, e consequentemente a baixa capacidade de retenção de água no solo que resulta em menor atividade biológica do solo.

CTBE/CNPEM: Os resultados obtidos por estudos feitos pelo CTBE influenciaram de alguma forma nessa tomada de decisão?

Tedson: Os estudos que o CTBE realiza em Quatá nos nortearam totalmente para essa decisão, pois devido a fragilidade dos nossos solos os resultados vêm mostrando que a palha é essencial para um bom manejo do canavial. A palha é mais benéfica se deixada no solo! A palha no solo ajudará incrementar a produtividade de cana-de-açúcar e, dessa maneira, será produzido mais biomassa via bagaço. Além disso, deixando o solo coberto com palha tem-se o controle mais eficiente da erosão, mantém a temperatura do solo mais amena, aumenta a retenção de água, melhor controle de plantas daninhas e maior ciclagem de nutrientes.

Denis: Foi fundamental para realmente medirmos e entendermos a ação da palha em produtividade e conservação do solo.

“Estamos sentindo que o Projeto SUCRE está nos tirando do campo emocional e nos colocando no campo das evidências”, diz Tedson Azevedo, da Zilor

CTBE/CNPEM: O que mudou na visão do Grupo Zilor?

Tedson: Nós percebemos o quão é importante estarmos juntos dos centros de pesquisas como o CTBE, por exemplo, porque isso nos ajuda nas tomadas de decisões baseadas em informações validadas pela ciência aumentando, dessa maneira, as chances de assertividade no manejo do canavial.

Denis: Deixamos de recolher a palha e passamos a trata-la como insumo para a produção de cana-de-açúcar. Nosso foco é fazer mais biomassa via bagaço de cana. Esse caminho é mais sustentável. Além disso, a conservação do solo tem sido nossa busca e a palha se apresenta como uma grande solução.

CTBE/CNPEM: Vocês têm dados concretos dessas mudanças?

Tedson: Sim, e a mais importante e concreta foi a nossa revisitada no programa de recolhimento de palha dessa safra em diante.

CTBE/CNPEM: Qual a opinião do Grupo Zilor a respeito dos estudos que o Projeto SUCRE vem realizando na Usina Quatá?

Tedson: A nossa expectativa e o que estamos sentindo é que o Projeto SUCRE está nos tirando do campo emocional e está nos colocando no campo das evidências. Isso poderá ser totalmente possível, principalmente pelas ferramentas de modelagens (software e pessoas capacitadas) que estão sendo empregadas nesse projeto. As simulações/modelagens das evidencias não estão restritas apenas a agrícola, mas também ao campo industrial.

Denis: Projeto SUCRE, bem como o CTBE, são iniciativas fundamentais para que possamos crescer como profissionais, empresa, setor e país. Não há crescimento onde não há pesquisa aplicada. Além de ótimos recursos e pesquisadores, o CTBE e o Projeto SUCRE têm um grande diferencial: vivenciam o nosso dia a dia para nos apresentar soluções para uma evolução sustentável. Estão realmente vestindo a camisa junto com as empresas parceiras.

CTBE/CNPEM: Sinta-se à vontade para pontuar questões não abordadas pelas perguntas anteriores.

Tedson: A Zilor tem certeza de que a parceria com o CTBE é muito benéfica e vantajosa, porque os conhecimentos gerados pelas pesquisas são rapidamente incorporados por nós que a implementamos no nosso plano de manejo. Fazer pesquisa dentro da operação é caro e nem sempre nos traz resultados confiáveis, por conta disso, essa parceria/proximidade com o CTBE que possui expertise em pesquisa, deve ajudar nessa assertividade.

Denis: Para nós é um prazer fazer parte desta iniciativa. Acreditamos nela desde o primeiro dia. Sabemos que o conhecimento aplicado é o único caminho para alcançarmos produtividades competitivas. Além disso temos o dever de participar de projetos assim, abrindo totalmente nossas portas, para que seja uma retroalimentação e o CTBE cresça ainda mais através dos resultados que obtivermos. Somos muito gratos a todos que estão conosco nesta jornada produzindo uma parceria de sucesso.

Viviane Celente, com João Nunes Carvalho e Erik Nardini

Usos da palha no campo e na indústria revelam potencial da biomassa para conservação do ambiente e geração de energia

Artigo do CTBE publicado na revista Biofpr analisou três cortes de quatro variedades de cana em sete regiões do país; benefícios são animadores
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Erik Nardini

Há uma preocupação em se manter os canaviais produtivos por mais tempo. Atualmente, a cultura da cana-de-açúcar tem “vida útil” média de 3,6 safras no centro-sul do Brasil, podendo se estender por vários anos, mediante ao bom manejo, antes de o solo passar por uma espécie de renovação. Para que o solo consiga suportar esse processo os agricultores recorrem à aplicação de herbicidas e adubos, mas há algum tempo outros métodos de cuidado com o campo têm sido estudados.

Um deles, realizado por pesquisadores do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), procura encontrar o equilíbrio da quantidade e qual parte de palha, , que deve ser mantido sobre o solo e quanto pode ser seguramente removido para produção de bioenergia.

O estudo Comprehensive assessment of sugarcane straw: implications for biomass and bioenergy production, publicado recentemente no periódico Biofuels, Bioproducts & Biorefining – Biofpr, apresenta resultados de pesquisas realizadas em três cortes de quatro variedades de cana em sete regiões brasileiras.

Segundo Lauren Maine Santos Menandro, Engenheira Agrônoma no CTBE e principal autora do artigo, a composição de ponteiros [topos verdes] e folhas secas se diferem muito entre si, e estas diferenças se sobrepõem às existentes entre variedades, tipos de solo e idades do canavial.  “As folhas secas representam 60% da palha (massa seca), no entanto, os ponteiros contêm cerca de 70% do teor total de Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Potássio (K)”, explica.

Topos verdes e folhas secas no solo após colheita de cana: estudo busca compreender usos e proporções

A pesquisadora conta que para a realização do trabalho foram coletadas 468 amostras em canaviais localizados na região centro-sul do Brasil. Segundo a autora, foi possível observar uma relação média de palha / colmo de 12% (120 kg de massa seca de palha por tonelada de colmo fresco).

“Esse dado pode ser utilizado para estimar a produção de palha nos canaviais do centro-sul do Brasil”, avalia Menandro. A exceção ficou por conta do resultado obtido em canaviais mais velhos (5º corte), que mostrou uma relação de produção de palha um pouco inferior, da ordem de 10%.

Lugar de ponteiro é no campo

O artigo mostra que os ponteiros de cana, ricos em N, P e K, são capazes de reciclar até quatro vezes mais esses nutrientes em relação às folhas secas. “Além disto, os ponteiros devem ser evitados na indústria, pois apresentam umidade mais elevada (68% contra 11% das folhas secas) e também altos teores de cloro (10 vezes mais que as folhas secas), características indesejáveis no processo de produção de bioeletricidade e etanol 2G. Isso significa que, quando processados na indústria, acabam prejudicando a eficiência das caldeiras, reduzindo a vida útil dos equipamentos e aumentando o custo total de produção”, acrescenta Menandro.

Por outro lado, explica a autora, as folhas secas apresentam ótimo rendimento na cogeração de eletricidade e na produção de etanol 2G em razão de maiores concentrações de celulose, lignina, e hemiceluloses, além de alto poder calorífico. Outros detalhes do projeto foram abordados na página do Projeto SUCRE e podem ser lidos aqui.

Quantidade de resíduo a ser mantido no solo: generalizações devem ser evitadas

Questionada sobre a quantidade ideal de resíduos a serem deixados no campo, Menandro diz que não existe valor fixo para a quantidade de ponteiros e folhas secas que deve permanecer no campo.

Com base na literatura científica, Menandro e outros pesquisadores do CTBE, verificaram que os benefícios agronômicos e ambientais estão em equilíbrio quando são mantidos, no mínimo, sete toneladas de massa seca de palha por hectare na superfície do solo por ano.

SETE TONELADAS POR HECTARE? VEJA DETALHES NA REPORTAGEM

No entanto, relembra Menandro, “os trabalhos vêm mostrando que uma recomendação padrão da quantidade de palha a ser mantida no campo deve ser evitada, já que as condições de clima e solo dos canaviais são muito distintas e as respostas à remoção da palha também serão”, analisa. “Solos sob diferentes condições edafoclimáticas necessitam de quantidades distintas de palha para manter a sustentabilidade do sistema”.

Métodos de colheita devem ser constantemente aperfeiçoados

Quando a remoção da palha for necessária e viável economicamente, Menandro destaca que “os ponteiros devem ser preferencialmente mantidos no campo e as folhas secas removidas (parcial ou totalmente) para indústria”.

O grande gargalo para o melhor aproveitamento destes resíduos está na colheita, principalmente da cana ‘tombada’, situação em que não é possível utilizar o ‘despontador’ para separar os ponteiros.  “Nenhuma colhedora hoje tem um sistema capaz de separar efetivamente os ponteiros das folhas secas no campo”, conta Menandro. “O ideal seria separar, distribuir os ponteiros no campo e mandar parte das folhas secas para usina”, explica.

CONHEÇA OUTRAS ROTAS DE COLHEITA

Conforme Menandro, o intuito da pesquisa é mostrar que ao separar ponteiros e folhas secas é possível oferecer matéria-prima de melhor qualidade para produção de bioenergia (folhas secas), sem perder os benefícios da palha no campo e prejudicar o canavial (manutenção dos ponteiros)

“Nossos resultados oferecem oportunidades para o setor sucroenergético. As colhedoras que evoluírem neste sentido – melhorar separação de resíduos na colheita – estarão um passo à frente em desenvolvimento, impactando do setor agrícola ao industrial. Nós do CTBE já estamos de olho nisto e estamos buscando parcerias para que isso se torne realidade para o setor”, conclui a pesquisadora.

Sobre o CTBE

O Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização social vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC). O CTBE desenvolve pesquisa e inovação de nível internacional na área de biomassa voltada à produção de energia, biocombustíveis e bioprodutos. O Laboratório possui um ambiente singular no País para o escalonamento de tecnologias, visando a transferência de processos da bancada científica para o setor produtivo, no qual se destaca a Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos.

Pesquisadores do CTBE visitam Nordeste em busca de gargalos do setor sucroenergético

Entraves para mecanização de áreas declivosas e queimadas em pátios de armazenamento de palha estão entre os principais problemas; Laboratório irá pesquisar soluções
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Verão e Nordeste tem tudo a ver, mas ao invés de mergulhar os pés nas águas quentes das praias em Pernambuco e Alagoas, os pesquisadores do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) foram gastar sola das botinas nas plantações de cana-de-açúcar e Cana-Energia dessa bela – e quente – região do Brasil.

Para identificar os gargalos e dificuldades enfrentadas pelos produtores e empresários do Nordeste, o CTBE partiu em uma viagem de mais de 2800 quilômetros entre 5 e 11 de fevereiro. Os profissionais visitaram as instalações da Usina Trapiche em Pernambuco, onde foram recebidos por Cauby P. de Figueiredo Filho e Francisco César Martins Cândido; na Estação Experimental BioVertis, subsidiária da GranBio, os especialistas do CTBE foram recebidos por José Bressiani, Tomaz Pereira e Sergio Godoy; na Usina Caeté e em sua coligada Bioflex (usina de Segunda Geração da GranBio), em São Miguel dos Campos, a 60 km de Maceió, o grupo foi guiado por Luiz Magno de Brito e Tomas Pereira.

Demandas de plantio e colheita

Com geografia declivosa, a mecanização de cana-de-açúcar no Nordeste pena para decolar. O Nordeste é responsável por 6,8% da produção nacional de cana, segundo dados da CONAB, “uma colheita feita quase que integralmente de maneira tradicional, ou seja, com queimadas e facão”, explica Henrique C. Junqueira Franco, coordenador da Divisão Agrícola do CTBE.

Declividade acentuada impede mecanização; trabalho do CTBE é mitigar problema (Divulgação/CTBE)

Jorge Mangolini, também da divisão Agrícola e responsável pelo Núcleo de Mecanização do CTBE, conta que 80% da área da Usina Trapiche é de encosta e tem declividade superior a 15%. “Eles precisam de soluções para driblar os problemas dos terrenos que são extremamente inclinados. A prioridade da Usina, neste momento, é com a mecanização da colheita” explica. “Nós podemos contribuir com isso porque essa é a nossa expertise”, continua Mangolini.

No caso da Usina Caeté a demanda foi por melhoramentos na plantadora/distribuidora de cana-de-açúcar desenvolvida por Edilson Maia, diretor da Agrocana. “Essa plantadora é uma máquina em estágio inicial, mas que já funciona. O que nós pretendemos fazer é que ela funcione melhor, opere com mais eficiência”, reforça o especialista do CTBE.

Plantadora desenvolvida por Edilson Maia receberá melhorias com novas pesquisas do CTBE (Divulgação/CTBE)

De posse das informações referentes aos principais problemas no âmbito da mecanização, Mangolini e a equipe de Mecanização da Divisão Agrícola começam se dedicar às pesquisas e às alternativas para atenuar os problemas, sobretudo no corte em terrenos declivosos, também chamado de encostas.

Palha deve queimar só na caldeira

Quando queimada na caldeira, a palha de cana é convertida em energia que alimenta a usina (vapor e eletricidade) e as redes de energia elétrica, um grande negócio em termos de energia limpa. O problema é quando a palha entra em combustão nos pátios, situação que não é exatamente trivial, mas que quando acontece causa prejuízos da ordem de milhões.

Essa situação foi tema de um workshop temático sobre Armazenamento de Palha que aconteceu durante a viagem, na Estação Experimental BioVertis. O encontro reuniu especialistas da DuPont, Raízen, CTC, CTBE e GranBio. “Sabemos que a palha vai acabar pegando fogo nos Centros de Distribuição. Nosso papel é mitigar os problemas e evitar queimadas maiores”, explica João Luís Nunes Carvalho, pesquisador do CTBE.

Os participantes do workshop debateram os riscos de se manter fardos armazenados em pátios, discutiram a distância mínima entre as pilhas de fardos para que, em caso de combustão de uma pirâmide de palha as chamas não atinjam as outras, e procuraram reforçar os procedimentos de segurança para evitar incêndios espontâneos e reduzir a infiltração de água nos fardos [problema que causa fermentação, elevando o risco de incêndio].

“Quando a água entra em contato com a palha em condições anaeróbicas (sem oxigênio) a decomposição gera metano e não CO2, e isso pode levar à combustão espontânea”, detalha Franco.

A palha é estocada a céu aberto, com os fardos empilhados e cobertos por lonas, formando grandes pirâmides de biomassa. Como não há alternativas viáveis para estocar essa palha – construir galpões cobertos é economicamente inviável – os pesquisadores vão trabalhar em conjunto na elaboração de um White Paper (documento oficial assinado por diversas organizações) focado em armazenamento de palha.

Ainda durante a visita no Centro de Distribuição de fardos da GranBio, Fabio Okuno, líder de Recolhimento de Palha do projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity), iniciativa cujo objetivo é aumentar a produção de eletricidade com baixa emissão de gases de efeito estufa (GEE) na indústria de cana-de-açúcar, por meio do uso da palha produzida durante a colheita, considerou satisfatória a metodologia de levantamento de impurezas minerais dos fardos adotadas pela usina. “A ideia é padronizar o método para podermos, no futuro, fazer análises comparativas dos dados do SUCRE com os da GranBio, buscando melhorias no processamento de fardos de palha de cana”, conta.

O especialista destaca também que muitos dos processos de recolhimento de palha utilizados pelas usinas deverão ser empregados no SUCRE. “Essa troca de informações permite aperfeiçoarmos processos e torna-los mais eficientes”, pontua Okuno.

Parcerias em diversas frentes

O Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol se envolveu em outras questões além da mecanização. Ainda em fase de diálogo, foram discutidas iniciativas que preveem a produção de açúcar de Cana-Energia. “A Cana-Energia, tal qual, não permite a cristalização de açúcar e nós já estamos fazendo estudos no sentido de tornar isso possível. Todas as usinas visitadas demonstraram interesse na obtenção de açúcar a partir dessa biomassa”, explica o especialista em Modelagem Industrial Paulo Mantelatto, que integra a Divisão de Inteligência de Processos do CTBE.

Já no âmbito do projeto SUCRE, o CTBE planeja uma parceria com a Usina Caeté. “Eles querem utilizar palha na geração de energia para as caldeiras”, explica Franco, coordenador da Divisão Agrícola.

Questionados sobre suas impressões a respeito da expedição a resposta dos pesquisadores do CTBE foi uma só: “essa viagem nos mostrou que há muito trabalho pela frente. Há mais motivos para voltar ao Nordeste do que apenas por suas belas praias”.

Sobre o CTBE

O Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização social vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC). O CTBE desenvolve pesquisa e inovação de nível internacional na área de biomassa voltada à produção de energia, em especial do etanol de segunda geração cana-de-açúcar. O Laboratório possui um ambiente singular no País para o escalonamento de tecnologias, visando a transferência de processos da bancada científica para o setor produtivo, no qual se destaca a Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos (PPDP).

Sobre o Projeto SUCRE

O Projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity) tem como objetivo principal aumentar a produção de eletricidade com baixa emissão de gases de efeito estufa (GEE) na indústria de cana-de-açúcar, por meio do uso da palha produzida durante a colheita. A iniciativa é promovida pelo Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), que atuará junto a usinas parceiras – que utilizam palha na geração de eletricidade – para desenvolver soluções que elevem tal geração à plenitude da tecnologia disponível.

O projeto é financiado pelo Fundo Global para o Meio Ambiente e gerido pelo Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD). Ao todo, serão cinco anos de projeto e um investimento de cerca de US$ 67, 5 milhões, sendo US$ 55,8 milhões a parcela estimada de investimentos pelas usinas (grande parte já realizado com a instalação de estações de estações de limpeza a seco, reforma ou compra de caldeiras, turbogeradores, enfardadoras e outros equipamentos).

O objetivo principal do projeto é vencer os desafios tecnológicos no campo e na indústria de forma a possibilitar um maior aproveitamento da palha da cana-de-açúcar na co-geração de eletricidade. Para tanto, a equipe trabalha na identificação e na solução dos problemas que impedem as usinas parceiras de gerarem eletricidade de forma plena e sistemática.

Projeto do CTBE quer ampliar a geração de energia a partir da palha da cana-de-açúcar

Dados do setor revelam a produção de 20,2 terawatts/hora de energia por ano pelas usinas de álcool e açúcar, mas especialistas estimam que o volume pode ser ampliado em sete vezes
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Reportagem do MCTIC

Dados do setor revelam a produção de 20,2 terawatts/hora de energia por ano pelas usinas de álcool e açúcar, mas especialistas estimam que o volume pode ser ampliado em sete vezes. Para isso, pesquisadores do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol buscam identificar e solucionar problemas dentro do projeto Sucre, que tem investimento previsto de US$ 67,5 milhões em cinco anos. Para pesquisador, faltam metodologia e procedimentos.

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), ligado ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), estão desenvolvendo um projeto para ampliar a produção de energia elétrica a partir da palha da cana-de-açúcar recolhida durante a colheita da cana sem queima, o que significa baixa emissão de gases de efeito estufa.

Dados da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica) revelam a geração de 20,2 terawatts-hora de energia por ano, em média, sendo que aproximadamente metade desse volume é consumida pelas usinas e a outra metade é exportada para o sistema elétrico brasileiro. Especialistas estimam, no entanto, que é possível aumentar essa produção em sete vezes. Para isso, pesquisadores trabalham na identificação e na solução dos problemas que dificultam a geração de eletricidade pelas usinas de forma plena e sistemática.

Energia produzida a partir da palha da cana-de-açúcar pode ser ampliada em sete vezes

“As usinas tentam há 20 anos usar a palha, mas com pouco êxito. Sua subutilização deve-se à falta de metodologia e procedimentos”, revelou o pesquisador Manoel Regis, do CTBE, que coordena o projeto Sucre.

Financiado pelo Fundo Global para o Meio Ambiente e gerido pelo Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (Pnud), o projeto Sugarcane Renewable Electricity (Sucre) começou em 2015 com um investimento de US$ 67, 5 milhões durante os cinco anos de duração. Segundo Regis, o objetivo é identificar as barreiras que estão dificultando o uso da palha nas usinas. Na primeira etapa, o Sucre está mapeando quatro usinas parceiras, que utilizam palha na geração de eletricidade, para desenvolver as soluções que ampliem a geração de energia, como estudo de viabilidade para o investimento de coleta e processamento da palha de cana. Na segunda fase do projeto será feita a análise de viabilidade técnico-econômica em mais sete usinas selecionadas.

Para realizar as avaliações necessárias, o Sucre atua em quatro frentes de trabalho: remoção (definir quanto de palha pode ser retirada do solo sem comprometer a qualidade e a produtividade de cana-de-açúcar), recolhimento (identificar os processos de coleta e transporte da palha à indústria), indústria (avaliação do efeito da palha e da mistura de bagaço e palha nos diferentes tipos de processamento, como no sistema de limpeza a seco, no peneiramento e trituração, além do uso nas caldeiras das usinas) e integração (etapa em que serão feitas avaliações econômicas e ambientais de diferentes rotas de recolhimento de palha, além da produção de manuais e guias de boas práticas).

De acordo com o pesquisador do CTBE, laboatório que integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, no primeiro semestre deste ano, será feito um estudo das principais barreiras regulatórias do setor elétrico brasileiro para propor políticas públicas para o aproveitamento da palha da cana.

 

Resíduo da colheita de cana, palha protege o solo e tem alto potencial gerador de bioenergia

Pesquisadores do CTBE, CNPEM e IAC revisam literatura e defendem equilíbrio no uso da matéria-prima; pelo menos 7 toneladas de palha por hectare/ano deve ficar no campo
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Palha de cana-de-açúcar: retirar ou não do campo após a colheita? De um lado, deixar a palha no campo contribui para a preservação e manutenção da qualidade do solo. De outro, sabe-se que a palha é uma excelente fonte energética e uma das matérias-primas (biomassa) utilizadas na produção de bioeletricidade e de etanol de segunda geração – o etanol 2G. E agora? É isso o que o artigo Agronomic and environmental implications of sugarcane straw removal: a major review, publicado no periódico Global Change Biology Bioenergy, busca responder.

O paper, de autoria de pesquisadores do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e do Instituto Agronômico de Campinas (IAC) apresenta uma revisão da literatura que compila o que há de mais esclarecedor em termos do uso da palha da cana. “Nosso trabalho se concentrou em fazer uma análise das informações disponíveis e propor um equilíbrio para o uso dessa matéria-prima”, conta João Luís Nunes Carvalho, pesquisador do CTBE e autor principal do artigo.

Propondo alternativas para o aproveitamento sustentável da palha, o artigo defende que parte desse resíduo deve permanecer no solo para que cumpra suas funções ecossistêmicas: manutenção da biodiversidade, reciclagem de nutrientes, aumento da matéria orgânica do solo, armazenamento de água, controle de erosão do solo, controle da infestação de plantas daninhas, funções que contribuem para o aumento da produção de biomassa. Uma outra parte da palha, sugere o estudo, pode ser retirada sem prejuízo ao meio ambiente e direcionada à produção de bioenergia.

Equilíbrio: palha contribui para a manutenção ecossistêmica e tem alto potencial gerador de energia (Foto: Divulgação/CTBE)

Os pesquisadores também identificaram que o excesso de palha no solo contribui para o aumento da infestação de pragas e aumento nas emissões de gases do efeito estufa, e que com a remoção controlada será possível, ao mesmo tempo, mitigar tais inconvenientes e ainda produzir bioenergia. “O que nós podemos afirmar neste primeiro momento, com base na literatura científica, é que a maioria dos benefícios agronômicos, econômicos e ambientais são obtidos quando são mantidos na superfície do solo, no mínimo, sete toneladas de massa seca de palha por hectare e por ano”, explica Carvalho. “Equilíbrio é fundamental”, assegura.

Sustentabilidade exige trabalho e pesquisa

Os efeitos de se manter uma quantidade equilibrada de palha no solo são benéficos para o produtor e para o meio-ambiente. O estudo identificou, por exemplo, que a tomada de decisão sobre a remoção de palha deve ser baseada na quantidade mínima que deve ser mantida no campo. Os autores mencionam ainda que generalizações, tal como algumas observadas na literatura que estabelecem que 50% da palha pode ser removida, devem ser evitadas uma vez que os canaviais brasileiros produzem quantidades de palha que variam de 8 a 30 toneladas por hectare por ano. “A tomada de decisão sobre a remoção de palha deve englobar as condições de solo e clima vigentes em cada local”, defende Carvalho.

Estudo sugere manutenção de 7 toneladas de massa seca de palha no solo por hectare/ano (Foto: Divulgação/CTBE)

Os autores argumentam que esforços devem ser priorizados no sentido de quantificar os impactos da remoção de palha nas perdas de solo por erosão, no sequestro de carbono pelo solo e no armazenamento de água no solo. Segundo os pesquisadores, análises integradas, que englobem os benefícios agronômicos, econômicos e ambientais devem ser priorizadas.

Com a revisão da literatura e o artigo publicado, os pesquisadores estão agora na etapa de aplicar os conceitos apresentados em escala produtiva no projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity), iniciativa cujo objetivo principal é aumentar a produção de eletricidade com baixa emissão de gases de efeito estufa (GEE) na indústria de cana-de-açúcar, por meio do uso da palha produzida durante a colheita.

Essa etapa é fundamental para sustentar as premissas propostas pelo estudo e atestar as informações no âmbito prático. O paper, disponível em acesso aberto pelo site da GCB Bioenergy, se dedicou a fornecer informações para auxiliar o setor sucroenergético na tomada de decisão sobre a quantidade de palha deve ser mantida no campo. É possível identificar os prós e contras do recolhimento de palha e tomar decisões melhores, mais sustentáveis e mais economicamente saudáveis.

Ferramenta simula impactos ambientais, sociais e econômicos

O CTBE oferece à comunidade científica e à iniciativa privada a Biorrefinaria Virtual de Cana (BVC), uma ferramenta indispensável para as mais diversas análises tais como de capacidade produtiva e de impactos sociais, econômicos e ambientais. Interessados em utilizar o simulador BVC podem entrar em contato pelo Portal de Usuários do CNPEM. O CTBE oferece, além do serviço, um treinamento inicial e suporte na operação dos equipamentos.

Sobre o CTBE

O Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização social vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC). O CTBE desenvolve pesquisa e inovação de nível internacional na área de biomassa voltada à produção de energia, em especial do etanol de cana-de-açúcar. O Laboratório possui um ambiente singular no País para o escalonamento de tecnologias, visando a transferência de processos da bancada científica para o setor produtivo, no qual se destaca a Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos (PPDP).

Sobre o Projeto SUCRE

O Projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity) tem como objetivo principal aumentar a produção de eletricidade com baixa emissão de gases de efeito estufa (GEE) na indústria de cana-de-açúcar, por meio do uso da palha produzida durante a colheita. A iniciativa é promovida pelo Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), que atuará junto a usinas parceiras – que utilizam palha na geração de eletricidade – para desenvolver soluções que elevem tal geração à plenitude da tecnologia disponível.

O projeto é financiado pelo Fundo Global para o Meio Ambiente e gerido pelo Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD). Ao todo, serão cinco anos de projeto e um investimento de cerca de US$ 67, 5 milhões, sendo US$ 55,8 milhões a parcela estimada de investimentos pelas usinas (grande parte já realizado com a instalação de estações de estações de limpeza a seco, reforma ou compra de caldeiras, turbogeradores, enfardadoras e outros equipamentos).

O objetivo principal do projeto é vencer os desafios tecnológicos no campo e na indústria de forma a possibilitar um maior aproveitamento da palha da cana-de-açúcar na cogeração de eletricidade. Para tanto, a equipe trabalha na identificação e na solução dos problemas que impedem as usinas parceiras de gerarem eletricidade de forma plena e sistemática.